液体噴射装置
【課題】液体噴射ヘッドへの液体の供給不足を検出するとともに、その供給不足を解消することができる液体噴射装置を提供する。
【解決手段】プリンター１１は、インクを貯留するインクタンク１２と、インクを噴射するノズル１５を有する液体噴射ヘッド１３と、インクタンク１２と液体噴射ヘッド１３との間でインクを循環させる循環流路１４と、循環流路１４を介して液体噴射ヘッド１３に供給されるインクを加熱するヒーター２７と、ヒーター２７により加熱されたインクが流れる循環流路１４において温度を検出する温度センサー２９と、温度センサー２９の検出結果に基づいて、循環流路１４の流量を回復させるためのメンテナンス動作を実行させる制御装置と、を備える。
【解決手段】プリンター１１は、インクを貯留するインクタンク１２と、インクを噴射するノズル１５を有する液体噴射ヘッド１３と、インクタンク１２と液体噴射ヘッド１３との間でインクを循環させる循環流路１４と、循環流路１４を介して液体噴射ヘッド１３に供給されるインクを加熱するヒーター２７と、ヒーター２７により加熱されたインクが流れる循環流路１４において温度を検出する温度センサー２９と、温度センサー２９の検出結果に基づいて、循環流路１４の流量を回復させるためのメンテナンス動作を実行させる制御装置と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、媒体に対して液体（インク）を噴射する液体噴射装置として、インクジェット式プリンターが広く知られている。こうしたプリンターのうちには、インクを貯留するタンクと、インクを噴射する液体噴射ヘッドと、タンクと液体噴射ヘッドとの間でインクを循環させるための循環流路とを備えたものがあった（例えば、特許文献１）。
【０００３】
こうしたプリンターにおいて、液体噴射ヘッドにインクを供給するための循環流路（供給流路）に異物が混入すると、インクを噴射するノズルに目詰まりを生じ、印刷品質の低下を招いてしまう。そこで、特許文献１のプリンターは、供給流路に異物を取り除くためのフィルターを備えていた。
【０００４】
また、こうしたフィルターを供給流路に設けると、混入した気泡がフィルターに捕捉されて流路抵抗となり、液体噴射ヘッドに対するインクの供給不足を招くことがあった。そこで、特許文献１のプリンターでは、フィルターの上流側にインクを加熱する加熱装置を設け、加熱によってインクの粘度を低下させることで、フィルターに気泡が捕捉されるのを抑制するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開１１−１９８４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１のプリンターは、インクが吐出されないノズルの場所を検出するための読み取りヘッドを備えていた。しかし、インクの供給不足は、供給流路における流路抵抗の増大が要因となっているため、読み取りヘッドによっては検出することができなかった。
【０００７】
また、こうしたインクの供給不足は、フィルターに気泡が捕捉された場合に限らず、供給流路が細くなった部分や屈曲した部分などに気泡やそれ以外の異物が引っかかって、供給流路の一部又は全部が詰まってしまった場合などにも生じうる。そのため、インクを加熱するだけでは、インクの供給不足を防止できない場合があった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、液体噴射ヘッドへの液体の供給不足を検出するとともに、その供給不足を解消することができる液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の液体噴射装置は、液体を貯留する液体貯留部と、液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、前記液体貯留部と前記液体噴射ヘッドとの間で液体を循環させる循環流路と、該循環流路を介して前記液体噴射ヘッドに供給される液体を加熱する加熱手段と、該加熱手段により加熱された液体が流れる前記循環流路において温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段の検出結果に基づいて、前記循環流路の流量を回復させるためのメンテナンス動作を実行させる制御手段と、を備える。
【００１０】
この構成によれば、循環流路を介して液体噴射ヘッドに供給される液体は加熱手段によって加熱されるため、その循環流路を流れる液体の流量が低下すると、温度検出手段によって検出される温度が低下する。そのため、温度検出手段の検出温度から、液体噴射ヘッドへの液体の供給不足が生じていることを検出することができる。また、制御手段は、温度検出手段の検出結果に基づいて循環流路を流れる液体の流量を回復させるためのメンテナンス動作を実行させるので、液体噴射ヘッドへの液体の供給不足を検出するとともに、該供給不足を解消することができる。
【００１１】
本発明の液体噴射装置において、前記液体噴射ヘッドは、前記ノズルに連通するとともに前記循環流路の一部を構成する液体室を有し、前記温度検出手段は、前記液体室内に配置される。
【００１２】
この構成によれば、温度検出手段を設置するためのスペースを液体噴射ヘッドにおいて循環流路の一部を構成する液体室内に確保することができる。また、液体室内は加熱された液体の流入によって暖められるとともに、そのような液体の循環によって所定の温度に保たれる。そして、温度検出手段は液体室内に配置されるので、その液体室を含む循環流路を流れる液体の流量が減少した場合には、液体室内における温度の低下を速やかに検出することができる。
【００１３】
本発明の液体噴射装置は、前記循環流路において液体を循環させるポンプをさらに備え、前記制御手段は、前記温度検出手段の検出温度が予め規定された閾値未満になった場合に、吐出圧力を増すように前記ポンプを制御する。
【００１４】
この構成によれば、不足なく液体が供給されているときの温度に基づいて予め閾値を規定しておくことで、温度検出手段の検出温度が閾値未満になった場合には、液体の供給不足が生じていることを検出することができる。また、制御手段が吐出圧力を増すようにポンプを制御することで、循環流路内に留まっている気泡等を押し流し、循環流路の詰まりを解消することができる。これにより、メンテナンス動作における液体の消費量を抑制しつつ、液体噴射ヘッドへの液体の供給不足を解消することができる。
【００１５】
本発明の液体噴射装置において、前記制御手段は、前記メンテナンス動作として、前記循環流路において前記液体噴射ヘッド側から前記液体貯留部側へ向けて液体を逆流させる。
【００１６】
この構成によれば、循環流路において液体噴射ヘッド側から液体貯留部側へ向けて液体を逆流させることで、例えば循環流路の形状等に起因して流路抵抗が大きくなった部分に気泡等が詰まっている場合などに、気泡等を流路抵抗が小さい方に引き戻すことが可能になる。
【００１７】
本発明の液体噴射装置において、前記循環流路は、液体の噴射時に前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドに液体を供給する供給流路と前記液体噴射ヘッドから前記液体貯留部に液体を返送する返送流路とを有し、前記加熱手段は前記供給流路に設けられる一方、前記返送流路には該返送流路を開閉する開閉弁が設けられ、前記制御手段は、前記メンテナンス動作として、前記開閉弁を閉弁状態にするとともに前記供給流路において前記液体噴射ヘッド側から前記液体貯留部側へ向けて液体を逆流させ、さらにその後、前記開閉弁を開弁状態にする。
【００１８】
この構成によれば、加熱手段は供給流路に設けられるので、環境温度の影響を抑制し、目的の温度に加熱した液体を液体噴射ヘッドに供給することができる。そのため、不足なく液体が供給されているときの温度変化を小さくすることができる。これにより、温度検出手段は流量変化に伴う温度変化を適切に検出することができる。また、開閉弁を閉弁状態にして液体を逆流させることで、供給流路の詰まりが生じた部分を減圧することができる。そして、その後に開閉弁を開弁状態にすることで、液体噴射ヘッド側から液体貯留部側へ勢いよく液体を逆流させ、供給流路に詰まっていた気泡等を液体貯留部側へ送り戻すことできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態のプリンターの構成を模式的に示す断面図。
【図２】分岐流路を説明するための模式図。
【図３】実施形態のプリンターの電気的構成を示すブロック図。
【図４】メンテナンス動作を実行させる際の処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター（以下、単に「プリンター」と表記する）に具体化した実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。なお、本実施形態のプリンターは、液体として紫外線硬化型インク（以下、単に「インク」と表記する）を用いる。なお、本実施形態では、一色（例えば白色）のインクに対応する構成について図示及び説明しているため、複数色のインクを用いる場合には、同様の構成を色毎に備えればよい。
【００２１】
図１に示すように、プリンター１１は、インクを貯留する液体貯留部としてのインクタンク１２と、液体噴射ヘッド１３（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ）と、インクタンク１２と各液体噴射ヘッド１３との間でインクを循環させる循環流路１４と、紫外線照射装置（図示略）とを備える。各液体噴射ヘッド１３は、インクを噴射する複数のノズル１５と、ノズル１５に供給するインクを一時貯留する液体室としてのインク室１６と、インク室１６にインクを流入させる流入孔１７と、インク室１６からインクを流出させる流出孔１８とを有している。
【００２２】
そして、プリンター１１は、図示しない媒体に対して、液体噴射ヘッド１３に設けられたノズル１５からインクを噴射することで、印刷（記録）を行う。また、紫外線照射装置がインクを受容した媒体に対して紫外線を照射することでインクを硬化させ、媒体上に定着させる。なお、媒体としては、用紙、プラスチックフィルム、シール、金属箔、ガラス板、布など、液体を受容可能な任意の素材及び形状のものを採用することができる。
【００２３】
液体噴射ヘッド１３のインク室１６内には、その内部を２分するようにフィルター１９が張設されている。インク室１６は、フィルター１９によって区分された一方側（下流側）がノズル１５に連通するとともに、他方側（上流側）が流入孔１７及び流出孔１８に連通している。そして、インク室１６は、循環流路１４の一部を構成している。
【００２４】
ノズル１５からインクが噴射される際には、インクは循環流路１４内において図１に矢印で示す正循環方向に循環されるとともに、フィルター１９で濾過されたインクがノズル１５に供給される。そのため、フィルター１９によってインク中に混入した気泡や異物等が除かれ、ノズル１５の目詰まりが抑制されるようになっている。
【００２５】
循環流路１４は、インク噴射時にインクタンク１２から液体噴射ヘッド１３のインク室１６へインクを供給する供給流路２０と、各インク室１６からインクタンク１２へインクを返送する返送流路２１とを有している。また、供給流路２０は、正循環方向における上流端がインクタンク１２内に連通する本流路２２と、下流端が液体噴射ヘッド１３に接続される複数の分岐流路２３とを有している。すなわち、各分岐流路２３の上流端は、本流路２２の下流端から分岐する態様となっている。
【００２６】
本流路２２には、循環流路１４においてインクを循環させるためのポンプ２４が設けられている。また、本流路２２には、ポンプ２４の正循環方向における下流側となる位置に、本流路２２を開閉するための開閉弁２５が設けられている。なお、ポンプ２４は、ダイヤフラムポンプ、ピストンポンプ、プランジャーポンプなどの往復動ポンプや、チューブポンプ、ギヤポンプ、ベーンポンプ、ねじポンプなどの回転ポンプを用いることができる。
【００２７】
返送流路２１は、各分岐流路２３及び液体噴射ヘッド１３と対応するように複数設けられている。なお、インクをインクタンク１２にスムーズに還流させるために、返送流路２１は分岐流路２３よりも流路断面積が大きくなっている。そして、各返送流路２１には、この返送流路２１を開閉するための開閉弁２６がそれぞれ設けられている。開閉弁２５，２６は任意に開閉操作を行うことができる弁であり、電磁弁や機械的に動作する弁を採用することができる。
【００２８】
分岐流路２３には、正循環方向における上流側付近に、液体噴射ヘッド１３に供給されるインクを加熱する加熱手段としてのヒーター２７が設けられている。図２に示すように、ヒーター２７は、通電により発熱する熱伝導体２８を備えている。熱伝導体２８は、例えば熱伝導率の高いアルミ系金属（アルミニウムやアルミ合金など）によって構成される。また、分岐流路２３は、インク耐食性の高い鉄系金属（例えばステンレス）によって形成される。
【００２９】
分岐流路２３は、熱伝導体２８に対する接触面積を広くするため、本流路２２よりも流路断面積が小さくなっているとともに上流側付近が蛇行経路を描くように配管される。また、分岐流路２３の蛇行経路部分は熱伝導体２８の表面に接合されている。そして、熱伝導体２８によって加熱された分岐流路２３を介して、分岐流路２３内を流れるインクが加熱されるようになっている。
【００３０】
なお、紫外線硬化型のインクは温度による粘度変化が大きい上、常温での粘度が高い。そのため、プリンター１１では、ヒーター２７でインクを加熱することで、インクの粘度を低下させて噴射しやすくするようにしている。また、図１に示すように、インク室１６内には、インク室１６の温度を検出する温度検出手段としての温度センサー２９が設けられている。温度センサー２９は、ヒーター２７により加熱されたインクが流入する流入孔１７の近くに配置される。
【００３１】
次に、プリンター１１の電気的構成について説明する。
図３に示すように、プリンター１１は、制御手段としての制御装置５０を備えている。制御装置５０は、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５２、ＲＯＭ５３及びヘッド駆動回路５４を有している。
【００３２】
ＲＯＭ５３には、ＣＰＵ５１により実行される制御プログラムや、この制御プログラムの実行に際して参照される閾値のデータ等が記憶されている。また、ＲＡＭ５２には、ＣＰＵ５１の演算結果や制御プログラムを実行して処理する各種データなどが一時的に記憶される。
【００３３】
制御装置５０は、ヘッド駆動回路５４を介して液体噴射ヘッド１３によるインクの噴射動作を制御する。また、制御装置５０は、ポンプ２４、開閉弁２５，２６及びヒーター２７の制御を行う。なお、ＣＰＵ５１等は、インクの噴射、加熱、循環など、その制御内容に応じて複数個設けてもよい。
【００３４】
ポンプ２４は、制御装置５０の制御によって吐出圧力（送り出し流量）を変化させることができるとともに、循環流路１４におけるインクの循環方向を逆転させることができるようになっている。なお、以下の説明においては、図１に矢印で示すインクの正循環方向に対して、循環方向を逆転させた場合のインクの流れ方向を逆循環方向と表記する。また、温度センサー２９は、検出温度に応じた電気信号を制御装置５０に対して出力するようになっている。
【００３５】
次に、プリンター１１の作用について説明する。
プリンター１１においては、供給流路２０内に気泡や異物などが混入すると、特に分岐流路２３の一部又は全部が詰まってしまうことがある。分岐流路２３は本流路２２や返送流路２１よりも流路断面積が小さく、さらに蛇行経路を描くために流路抵抗が大きくなるためである。例えば、図１では、液体噴射ヘッド１３Ａに接続された分岐流路２３に気泡Ｂｕが引っかかることで詰まりが生じ、インクの流量が低下した状態を図示している。
【００３６】
また、このように分岐流路２３が詰まると、液体噴射ヘッド１３に対する加熱されたインクの供給量が減少するために、インク室１６内の温度が低下する。そこで、プリンター１１では、制御装置５０が温度センサー２９の検出結果に基づいて、分岐流路２３の流量を回復させるためのメンテナンス動作を実行させるようになっている。
【００３７】
次に、プリンター１１において、制御装置５０がメンテナンス動作を実行させる際の処理について説明する。
図４に示すように、制御装置５０は、図示しないホストコンピューター等からの印刷指令を受信すると、ステップＳ１１としてポンプ２４を駆動させて正循環方向にインクの循環を開始させる。また、続くステップＳ１２として、制御装置５０はヒーター２７に通電することでインクの加熱を開始させる。
【００３８】
次に、ステップＳ１３として、制御装置５０は各温度センサー２９が検出する温度Ｔの監視を開始する。そして、ステップＳ１４として、制御装置５０は、各温度センサー２９が検出する温度Ｔが閾値Ｔａ以上になったか否かを判定する。そして、閾値Ｔａ未満の温度Ｔを検出する温度センサー２９が１つでもあった場合には、再度ステップＳ１４の判定を繰り返す。
【００３９】
一方、各温度センサー２９が検出する温度Ｔが全て閾値Ｔａ以上になると、制御装置５０は液体噴射ヘッド１３を制御して媒体に対するインクの噴射を開始させる。なお、閾値Ｔａは、噴射に適切な粘度にインクを調整するための温度として予め実験等に基づいて規定し、ＲＯＭ５３に記憶させておくことができる。
【００４０】
次に、ステップＳ１５として、制御装置５０は、インクを噴射しているときに何れかの温度センサー２９が検出する温度Ｔが閾値Ｔｂ未満になったか否かを判定する。そして、閾値Ｔｂ未満の温度Ｔを検出する温度センサー２９がなかった場合には、再度ステップＳ１５の判定を繰り返し、インクの噴射を継続する。
【００４１】
一方、何れかの温度センサー２９の検出する温度Ｔが閾値Ｔｂ未満になった場合には、制御装置５０はその温度センサー２９の上流側に位置する分岐流路２３に詰まりが生じたと判断して、ステップＳ１６に進む。なお、閾値Ｔｂ（Ｔｂ＜Ｔａ）は、加熱されたインクの供給量が減少したことを検出するための温度として予め実験等に基づいて規定し、ＲＯＭ５３に記憶させておくことができる。
【００４２】
ステップＳ１６において、制御装置５０は各種のメンテナンス動作を実行させる。メンテナンス動作は、詰まりが生じて減少した分岐流路２３の流量を回復させるために、インクの噴射動作を停止させた状態で行われる。なお、メンテナンス動作の実行後、制御装置５０は処理を終了し、再度ステップＳ１１〜Ｓ１４を繰り返す。
【００４３】
そして、ステップＳ１４において、各温度センサー２９が検出する温度Ｔが全て閾値Ｔａ以上になると、制御装置５０は詰まりが解消されたと判断して、インクの噴射動作を再開する。また、印刷指令に基づくインクの噴射が終了した場合にも、制御装置５０は図４の処理を終了する。
【００４４】
次に、プリンター１１におけるメンテナンス動作（第１〜第３メンテナンス動作）について具体的に説明する。
制御装置５０は、第１メンテナンス動作として、ポンプ２４の吐出圧力を増加させる。これにより、分岐流路２３内に引っかかっている気泡等はより流路断面積の広い返送流路２１の方へ押し出され、詰まりが解消される。なお、第１メンテナンス動作は、詰まりが生じていない分岐流路２３の正循環方向における下流側に設けられた開閉弁２６を閉弁状態にして行うのが好ましい。これにより、詰まりが生じた分岐流路２３に圧力が集中するので、より効果的に詰まりを解消することができる。
【００４５】
また、第１メンテナンス動作によっても詰まりが解消されない場合、制御装置５０は第２メンテナンス動作として、ポンプ２４を制御してインクの循環方向を逆転させる。すなわち、分岐流路２３において液体噴射ヘッド１３側からインクタンク１２側へ向けてインクを逆流させる。これにより、分岐流路２３に引っかかっている気泡等が、流路抵抗が大きい部分から流路抵抗が小さい方へ引き戻され、詰まりが解消される。なお、第２メンテナンス動作は、ポンプ２４の吐出圧力を増加させた状態で行うと、より効果的に詰まりを解消することができる。
【００４６】
また、第１，第２メンテナンス動作によっても詰まりが解消されない場合、制御装置５０は第３メンテナンス動作として、開閉弁２６を閉弁状態にした上でインクを逆流させる。これにより、開閉弁２６からポンプ２４までの分岐流路２３を含む循環流路１４内が減圧される。
【００４７】
そして、制御装置５０は、逆循環方向にインクが循環するように所定時間ポンプ２４を駆動させた後、開閉弁２６を開弁状態にする。これにより、減圧されていた循環流路１４内に勢いよくインクが逆流する。すると、減圧により膨張していた気泡は、インクとともに液体噴射ヘッド１３側からインクタンク１２側へ向けて引き戻され、詰まりが解消される。
【００４８】
なお、第３メンテナンス動作は、ポンプ２４の吐出圧力を増加させた状態で行うと、より効果的に詰まりを解消することができる。また、全ての開閉弁２６を閉弁状態にして全ての分岐流路２３内を減圧した後、詰まりが生じた分岐流路２３の下流側に位置する開閉弁２６のみを開弁してもよい。これにより、詰まりが生じた分岐流路２３に集中的にインクを逆流させ、より効果的に詰まりを解消することができる。
【００４９】
さらに、第１〜第３メンテナンス動作は、ヒーター２７によってインクを加熱しつつ行うと、より効果的に詰まりを解消することができる。これは、加熱によりインクの粘度が低下して、気泡や異物が移動しやすくなるためである。また、詰まっているのが気泡であれば、加熱によって気泡が膨張して流動圧を受けやすくなるためである。
【００５０】
以上説明した実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）循環流路１４を介して液体噴射ヘッド１３に供給されるインクはヒーター２７によって加熱されるため、その循環流路１４を流れるインクの流量が低下すると、温度センサー２９によって検出される温度が低下する。そのため、温度センサー２９の検出温度から、液体噴射ヘッド１３へのインクの供給不足が生じていることを検出することができる。また、制御装置５０は、温度センサー２９の検出結果に基づいて循環流路１４を流れるインクの流量を回復させるためのメンテナンス動作を実行させるので、液体噴射ヘッド１３へのインクの供給不足を検出するとともに、その供給不足を解消することができる。
【００５１】
（２）温度センサー２９を設置するためのスペースを液体噴射ヘッド１３において循環流路１４の一部を構成するインク室１６内に確保することができる。また、インク室１６内は加熱されたインクの流入によって暖められるとともに、そのようなインクの循環によって所定の温度（例えば温度Ｔａ）に保たれる。そして、温度センサー２９はインク室１６内に配置されるので、そのインク室１６を含む循環流路１４を流れるインクの流量が減少した場合には、インク室１６内における温度の低下を速やかに検出することができる。
【００５２】
（３）不足なくインクが供給されているときの温度に基づいて予め閾値Ｔｂを規定しておくことで、温度センサー２９の検出温度が閾値Ｔｂ未満になった場合には、インクの供給不足が生じていることを検出することができる。また、制御装置５０が吐出圧力を増すようにポンプ２４を制御することで、循環流路１４（供給流路２０）内に留まっている気泡等を押し流し、循環流路１４の詰まりを解消することができる。これにより、メンテナンス動作におけるインクの消費量を抑制しつつ、液体噴射ヘッド１３へのインクの供給不足を解消することができる。
【００５３】
（４）循環流路１４において液体噴射ヘッド１３側からインクタンク１２側へ向けてインクを逆流させることで、例えば分岐流路２３の形状等に起因して流路抵抗が大きくなった部分に気泡等が詰まっている場合などに、気泡等を流路抵抗が小さい方に引き戻すことが可能になる。
【００５４】
（５）ヒーター２７は分岐流路２３に設けられるので、環境温度の影響を抑制し、目的の温度に加熱した液体を液体噴射ヘッド１３に供給することができる。そのため、不足なくインクが供給されているときの温度変化を小さくすることができる。これにより、温度センサー２９は流量変化に伴う温度変化を適切に検出することができる。
【００５５】
（６）開閉弁２６を閉弁状態にしてインクを逆流させることで、分岐流路２３の詰まりが生じた部分を減圧することができる。そして、その後に開閉弁２６を開弁状態にすることで、液体噴射ヘッド１３側からインクタンク１２側へ勢いよくインクを逆流させ、分岐流路２３に詰まっていた気泡等をインクタンク１２側へ送り戻すことできる。
【００５６】
（７）温度センサー２９は、インク室１６内においてヒーター２７により加熱されたインクが流入する流入孔１７の近くに配置されるので、分岐流路２３を流れるインクの流量変化を速やかに検出することができる。したがって、分岐流路２３の詰まりが軽度のうちにメンテナンス動作を実行することができる。
【００５７】
なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・ステップＳ１１〜Ｓ１３は同時に実行してもよいし、実行順序を入れ替えてもよい。
・ステップＳ１４，Ｓ１５において、必ずしも単一の閾値Ｔａ，Ｔｂに基づいて判定を行わなくてもよい。例えば、ステップＳ１４で温度センサー２９が検出する温度が環境温度の変化等による温度変化を見込んだ所定の温度範囲内であるか否かを判定するようにしてもよいし、ステップＳ１５で急激な温度の低下が生じた場合にメンテナンス動作を実行するようにしてもよい。
【００５８】
・ステップＳ１６において、制御装置５０は第１〜第３メンテナンス動作の実行順序を変更してもよいし、何れか１つ又は２つのみを実行するようにしてもよい。また、温度変化の状況やプリンター１１の使用状況に応じて、実行するメンテナンス動作を選択するようにしてもよい。例えば、メンテナンス動作の実行を判定するための閾値を複数設け、温度低下がわずかな場合（軽度の詰まりの場合）には第１メンテナンス動作を実行する一方、大きく温度が低下した場合（重度の詰まりの場合）には第３メンテナンス動作を実行するようにしてもよい。
【００５９】
・液体噴射ヘッド１３のインク室１６内にフィルター１９を設けなくてもよいし、供給流路２０や返送流路２１の途中にフィルターを設けてもよい。
・返送流路２１やインクタンク１２にもインクを循環させるためのポンプを設けてもよい。また、インクタンク１２や液体噴射ヘッド１３にもインクを加熱（又は保温）するための加熱手段を設けてもよい。
【００６０】
・プリンター１１は、液体噴射ヘッド１３にノズル１５を囲むように当接するキャップと、キャップ内を吸引する吸引機構とを備えてもよい。この場合には、メンテナンス動作として、液体噴射ヘッド１３にキャップを当接させてキャップ内を吸引する吸引クリーニングを行うことができる。なお、キャップを液体噴射ヘッド１３毎に設けることで、詰まりが生じた分岐流路２３が接続される液体噴射ヘッド１３のみを対象として吸引クリーニングを行うことができる。
【００６１】
・プリンター１１に、ノズル１５のノズル開口部に当接することでノズル１５を閉塞するキャップ（密着キャップ）を備えてもよい。この場合には、第１〜第３メンテナンス動作を実行する場合に密着キャップでノズル１５を閉塞しておくことで、インクの無駄な消費やメニスカスの破壊を抑制することができる。
【００６２】
・温度センサー２９は、インク室１６内における配置を変更してもよいし、分岐流路２３や本流路２２、返送流路２１に設けてもよい。また、ヒーター２７の設置箇所を変化させてもよい。すなわち、循環流路１４において流路抵抗が増加する部分があれば、その上流側にヒーター２７を設けるとともにその下流側に温度センサー２９を設ければよい。これにより、流路抵抗の増加に起因して生じる循環流路１４の詰まりを検出することができる。ただし、返送流路２１ではインクの噴射によってインクの流量が変動するため、温度センサー２９を返送流路２１に設ける場合には、噴射により消費される分のインク量（温度低下）を見込んで閾値Ｔｂを設定する必要がある。
【００６３】
・上記実施形態では、紫外線硬化型インクを用いるプリンター１１に具体化したが、この限りではなく、他のインクを用いるプリンターに具体化してもよい。すなわち、インク粘度の調整や気泡の引っかかり防止のために加熱手段を備える場合に限らず、単に液体の供給不足を検出するために加熱手段を備えるようにしてもよい。
【００６４】
・上記各実施形態では、液体噴射装置をインクジェット式プリンターに具体化したが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置を採用してもよく、微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状態、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサ等であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置を採用してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１１…液体噴射装置としてのプリンター、１２…液体貯留部としてのインクタンク、１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ…液体噴射ヘッド、１４…循環流路、１５…ノズル、１６…液体室としてのインク室、２０…供給流路、２１…返送流路、２４…ポンプ、２６…開閉弁、２７…加熱手段としてのヒーター、２９…温度検出手段としての温度センサー、５０…制御手段としての制御装置、Ｔ…温度、Ｔｂ…閾値。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、媒体に対して液体（インク）を噴射する液体噴射装置として、インクジェット式プリンターが広く知られている。こうしたプリンターのうちには、インクを貯留するタンクと、インクを噴射する液体噴射ヘッドと、タンクと液体噴射ヘッドとの間でインクを循環させるための循環流路とを備えたものがあった（例えば、特許文献１）。
【０００３】
こうしたプリンターにおいて、液体噴射ヘッドにインクを供給するための循環流路（供給流路）に異物が混入すると、インクを噴射するノズルに目詰まりを生じ、印刷品質の低下を招いてしまう。そこで、特許文献１のプリンターは、供給流路に異物を取り除くためのフィルターを備えていた。
【０００４】
また、こうしたフィルターを供給流路に設けると、混入した気泡がフィルターに捕捉されて流路抵抗となり、液体噴射ヘッドに対するインクの供給不足を招くことがあった。そこで、特許文献１のプリンターでは、フィルターの上流側にインクを加熱する加熱装置を設け、加熱によってインクの粘度を低下させることで、フィルターに気泡が捕捉されるのを抑制するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開１１−１９８４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１のプリンターは、インクが吐出されないノズルの場所を検出するための読み取りヘッドを備えていた。しかし、インクの供給不足は、供給流路における流路抵抗の増大が要因となっているため、読み取りヘッドによっては検出することができなかった。
【０００７】
また、こうしたインクの供給不足は、フィルターに気泡が捕捉された場合に限らず、供給流路が細くなった部分や屈曲した部分などに気泡やそれ以外の異物が引っかかって、供給流路の一部又は全部が詰まってしまった場合などにも生じうる。そのため、インクを加熱するだけでは、インクの供給不足を防止できない場合があった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、液体噴射ヘッドへの液体の供給不足を検出するとともに、その供給不足を解消することができる液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の液体噴射装置は、液体を貯留する液体貯留部と、液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、前記液体貯留部と前記液体噴射ヘッドとの間で液体を循環させる循環流路と、該循環流路を介して前記液体噴射ヘッドに供給される液体を加熱する加熱手段と、該加熱手段により加熱された液体が流れる前記循環流路において温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段の検出結果に基づいて、前記循環流路の流量を回復させるためのメンテナンス動作を実行させる制御手段と、を備える。
【００１０】
この構成によれば、循環流路を介して液体噴射ヘッドに供給される液体は加熱手段によって加熱されるため、その循環流路を流れる液体の流量が低下すると、温度検出手段によって検出される温度が低下する。そのため、温度検出手段の検出温度から、液体噴射ヘッドへの液体の供給不足が生じていることを検出することができる。また、制御手段は、温度検出手段の検出結果に基づいて循環流路を流れる液体の流量を回復させるためのメンテナンス動作を実行させるので、液体噴射ヘッドへの液体の供給不足を検出するとともに、該供給不足を解消することができる。
【００１１】
本発明の液体噴射装置において、前記液体噴射ヘッドは、前記ノズルに連通するとともに前記循環流路の一部を構成する液体室を有し、前記温度検出手段は、前記液体室内に配置される。
【００１２】
この構成によれば、温度検出手段を設置するためのスペースを液体噴射ヘッドにおいて循環流路の一部を構成する液体室内に確保することができる。また、液体室内は加熱された液体の流入によって暖められるとともに、そのような液体の循環によって所定の温度に保たれる。そして、温度検出手段は液体室内に配置されるので、その液体室を含む循環流路を流れる液体の流量が減少した場合には、液体室内における温度の低下を速やかに検出することができる。
【００１３】
本発明の液体噴射装置は、前記循環流路において液体を循環させるポンプをさらに備え、前記制御手段は、前記温度検出手段の検出温度が予め規定された閾値未満になった場合に、吐出圧力を増すように前記ポンプを制御する。
【００１４】
この構成によれば、不足なく液体が供給されているときの温度に基づいて予め閾値を規定しておくことで、温度検出手段の検出温度が閾値未満になった場合には、液体の供給不足が生じていることを検出することができる。また、制御手段が吐出圧力を増すようにポンプを制御することで、循環流路内に留まっている気泡等を押し流し、循環流路の詰まりを解消することができる。これにより、メンテナンス動作における液体の消費量を抑制しつつ、液体噴射ヘッドへの液体の供給不足を解消することができる。
【００１５】
本発明の液体噴射装置において、前記制御手段は、前記メンテナンス動作として、前記循環流路において前記液体噴射ヘッド側から前記液体貯留部側へ向けて液体を逆流させる。
【００１６】
この構成によれば、循環流路において液体噴射ヘッド側から液体貯留部側へ向けて液体を逆流させることで、例えば循環流路の形状等に起因して流路抵抗が大きくなった部分に気泡等が詰まっている場合などに、気泡等を流路抵抗が小さい方に引き戻すことが可能になる。
【００１７】
本発明の液体噴射装置において、前記循環流路は、液体の噴射時に前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドに液体を供給する供給流路と前記液体噴射ヘッドから前記液体貯留部に液体を返送する返送流路とを有し、前記加熱手段は前記供給流路に設けられる一方、前記返送流路には該返送流路を開閉する開閉弁が設けられ、前記制御手段は、前記メンテナンス動作として、前記開閉弁を閉弁状態にするとともに前記供給流路において前記液体噴射ヘッド側から前記液体貯留部側へ向けて液体を逆流させ、さらにその後、前記開閉弁を開弁状態にする。
【００１８】
この構成によれば、加熱手段は供給流路に設けられるので、環境温度の影響を抑制し、目的の温度に加熱した液体を液体噴射ヘッドに供給することができる。そのため、不足なく液体が供給されているときの温度変化を小さくすることができる。これにより、温度検出手段は流量変化に伴う温度変化を適切に検出することができる。また、開閉弁を閉弁状態にして液体を逆流させることで、供給流路の詰まりが生じた部分を減圧することができる。そして、その後に開閉弁を開弁状態にすることで、液体噴射ヘッド側から液体貯留部側へ勢いよく液体を逆流させ、供給流路に詰まっていた気泡等を液体貯留部側へ送り戻すことできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態のプリンターの構成を模式的に示す断面図。
【図２】分岐流路を説明するための模式図。
【図３】実施形態のプリンターの電気的構成を示すブロック図。
【図４】メンテナンス動作を実行させる際の処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター（以下、単に「プリンター」と表記する）に具体化した実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。なお、本実施形態のプリンターは、液体として紫外線硬化型インク（以下、単に「インク」と表記する）を用いる。なお、本実施形態では、一色（例えば白色）のインクに対応する構成について図示及び説明しているため、複数色のインクを用いる場合には、同様の構成を色毎に備えればよい。
【００２１】
図１に示すように、プリンター１１は、インクを貯留する液体貯留部としてのインクタンク１２と、液体噴射ヘッド１３（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ）と、インクタンク１２と各液体噴射ヘッド１３との間でインクを循環させる循環流路１４と、紫外線照射装置（図示略）とを備える。各液体噴射ヘッド１３は、インクを噴射する複数のノズル１５と、ノズル１５に供給するインクを一時貯留する液体室としてのインク室１６と、インク室１６にインクを流入させる流入孔１７と、インク室１６からインクを流出させる流出孔１８とを有している。
【００２２】
そして、プリンター１１は、図示しない媒体に対して、液体噴射ヘッド１３に設けられたノズル１５からインクを噴射することで、印刷（記録）を行う。また、紫外線照射装置がインクを受容した媒体に対して紫外線を照射することでインクを硬化させ、媒体上に定着させる。なお、媒体としては、用紙、プラスチックフィルム、シール、金属箔、ガラス板、布など、液体を受容可能な任意の素材及び形状のものを採用することができる。
【００２３】
液体噴射ヘッド１３のインク室１６内には、その内部を２分するようにフィルター１９が張設されている。インク室１６は、フィルター１９によって区分された一方側（下流側）がノズル１５に連通するとともに、他方側（上流側）が流入孔１７及び流出孔１８に連通している。そして、インク室１６は、循環流路１４の一部を構成している。
【００２４】
ノズル１５からインクが噴射される際には、インクは循環流路１４内において図１に矢印で示す正循環方向に循環されるとともに、フィルター１９で濾過されたインクがノズル１５に供給される。そのため、フィルター１９によってインク中に混入した気泡や異物等が除かれ、ノズル１５の目詰まりが抑制されるようになっている。
【００２５】
循環流路１４は、インク噴射時にインクタンク１２から液体噴射ヘッド１３のインク室１６へインクを供給する供給流路２０と、各インク室１６からインクタンク１２へインクを返送する返送流路２１とを有している。また、供給流路２０は、正循環方向における上流端がインクタンク１２内に連通する本流路２２と、下流端が液体噴射ヘッド１３に接続される複数の分岐流路２３とを有している。すなわち、各分岐流路２３の上流端は、本流路２２の下流端から分岐する態様となっている。
【００２６】
本流路２２には、循環流路１４においてインクを循環させるためのポンプ２４が設けられている。また、本流路２２には、ポンプ２４の正循環方向における下流側となる位置に、本流路２２を開閉するための開閉弁２５が設けられている。なお、ポンプ２４は、ダイヤフラムポンプ、ピストンポンプ、プランジャーポンプなどの往復動ポンプや、チューブポンプ、ギヤポンプ、ベーンポンプ、ねじポンプなどの回転ポンプを用いることができる。
【００２７】
返送流路２１は、各分岐流路２３及び液体噴射ヘッド１３と対応するように複数設けられている。なお、インクをインクタンク１２にスムーズに還流させるために、返送流路２１は分岐流路２３よりも流路断面積が大きくなっている。そして、各返送流路２１には、この返送流路２１を開閉するための開閉弁２６がそれぞれ設けられている。開閉弁２５，２６は任意に開閉操作を行うことができる弁であり、電磁弁や機械的に動作する弁を採用することができる。
【００２８】
分岐流路２３には、正循環方向における上流側付近に、液体噴射ヘッド１３に供給されるインクを加熱する加熱手段としてのヒーター２７が設けられている。図２に示すように、ヒーター２７は、通電により発熱する熱伝導体２８を備えている。熱伝導体２８は、例えば熱伝導率の高いアルミ系金属（アルミニウムやアルミ合金など）によって構成される。また、分岐流路２３は、インク耐食性の高い鉄系金属（例えばステンレス）によって形成される。
【００２９】
分岐流路２３は、熱伝導体２８に対する接触面積を広くするため、本流路２２よりも流路断面積が小さくなっているとともに上流側付近が蛇行経路を描くように配管される。また、分岐流路２３の蛇行経路部分は熱伝導体２８の表面に接合されている。そして、熱伝導体２８によって加熱された分岐流路２３を介して、分岐流路２３内を流れるインクが加熱されるようになっている。
【００３０】
なお、紫外線硬化型のインクは温度による粘度変化が大きい上、常温での粘度が高い。そのため、プリンター１１では、ヒーター２７でインクを加熱することで、インクの粘度を低下させて噴射しやすくするようにしている。また、図１に示すように、インク室１６内には、インク室１６の温度を検出する温度検出手段としての温度センサー２９が設けられている。温度センサー２９は、ヒーター２７により加熱されたインクが流入する流入孔１７の近くに配置される。
【００３１】
次に、プリンター１１の電気的構成について説明する。
図３に示すように、プリンター１１は、制御手段としての制御装置５０を備えている。制御装置５０は、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５２、ＲＯＭ５３及びヘッド駆動回路５４を有している。
【００３２】
ＲＯＭ５３には、ＣＰＵ５１により実行される制御プログラムや、この制御プログラムの実行に際して参照される閾値のデータ等が記憶されている。また、ＲＡＭ５２には、ＣＰＵ５１の演算結果や制御プログラムを実行して処理する各種データなどが一時的に記憶される。
【００３３】
制御装置５０は、ヘッド駆動回路５４を介して液体噴射ヘッド１３によるインクの噴射動作を制御する。また、制御装置５０は、ポンプ２４、開閉弁２５，２６及びヒーター２７の制御を行う。なお、ＣＰＵ５１等は、インクの噴射、加熱、循環など、その制御内容に応じて複数個設けてもよい。
【００３４】
ポンプ２４は、制御装置５０の制御によって吐出圧力（送り出し流量）を変化させることができるとともに、循環流路１４におけるインクの循環方向を逆転させることができるようになっている。なお、以下の説明においては、図１に矢印で示すインクの正循環方向に対して、循環方向を逆転させた場合のインクの流れ方向を逆循環方向と表記する。また、温度センサー２９は、検出温度に応じた電気信号を制御装置５０に対して出力するようになっている。
【００３５】
次に、プリンター１１の作用について説明する。
プリンター１１においては、供給流路２０内に気泡や異物などが混入すると、特に分岐流路２３の一部又は全部が詰まってしまうことがある。分岐流路２３は本流路２２や返送流路２１よりも流路断面積が小さく、さらに蛇行経路を描くために流路抵抗が大きくなるためである。例えば、図１では、液体噴射ヘッド１３Ａに接続された分岐流路２３に気泡Ｂｕが引っかかることで詰まりが生じ、インクの流量が低下した状態を図示している。
【００３６】
また、このように分岐流路２３が詰まると、液体噴射ヘッド１３に対する加熱されたインクの供給量が減少するために、インク室１６内の温度が低下する。そこで、プリンター１１では、制御装置５０が温度センサー２９の検出結果に基づいて、分岐流路２３の流量を回復させるためのメンテナンス動作を実行させるようになっている。
【００３７】
次に、プリンター１１において、制御装置５０がメンテナンス動作を実行させる際の処理について説明する。
図４に示すように、制御装置５０は、図示しないホストコンピューター等からの印刷指令を受信すると、ステップＳ１１としてポンプ２４を駆動させて正循環方向にインクの循環を開始させる。また、続くステップＳ１２として、制御装置５０はヒーター２７に通電することでインクの加熱を開始させる。
【００３８】
次に、ステップＳ１３として、制御装置５０は各温度センサー２９が検出する温度Ｔの監視を開始する。そして、ステップＳ１４として、制御装置５０は、各温度センサー２９が検出する温度Ｔが閾値Ｔａ以上になったか否かを判定する。そして、閾値Ｔａ未満の温度Ｔを検出する温度センサー２９が１つでもあった場合には、再度ステップＳ１４の判定を繰り返す。
【００３９】
一方、各温度センサー２９が検出する温度Ｔが全て閾値Ｔａ以上になると、制御装置５０は液体噴射ヘッド１３を制御して媒体に対するインクの噴射を開始させる。なお、閾値Ｔａは、噴射に適切な粘度にインクを調整するための温度として予め実験等に基づいて規定し、ＲＯＭ５３に記憶させておくことができる。
【００４０】
次に、ステップＳ１５として、制御装置５０は、インクを噴射しているときに何れかの温度センサー２９が検出する温度Ｔが閾値Ｔｂ未満になったか否かを判定する。そして、閾値Ｔｂ未満の温度Ｔを検出する温度センサー２９がなかった場合には、再度ステップＳ１５の判定を繰り返し、インクの噴射を継続する。
【００４１】
一方、何れかの温度センサー２９の検出する温度Ｔが閾値Ｔｂ未満になった場合には、制御装置５０はその温度センサー２９の上流側に位置する分岐流路２３に詰まりが生じたと判断して、ステップＳ１６に進む。なお、閾値Ｔｂ（Ｔｂ＜Ｔａ）は、加熱されたインクの供給量が減少したことを検出するための温度として予め実験等に基づいて規定し、ＲＯＭ５３に記憶させておくことができる。
【００４２】
ステップＳ１６において、制御装置５０は各種のメンテナンス動作を実行させる。メンテナンス動作は、詰まりが生じて減少した分岐流路２３の流量を回復させるために、インクの噴射動作を停止させた状態で行われる。なお、メンテナンス動作の実行後、制御装置５０は処理を終了し、再度ステップＳ１１〜Ｓ１４を繰り返す。
【００４３】
そして、ステップＳ１４において、各温度センサー２９が検出する温度Ｔが全て閾値Ｔａ以上になると、制御装置５０は詰まりが解消されたと判断して、インクの噴射動作を再開する。また、印刷指令に基づくインクの噴射が終了した場合にも、制御装置５０は図４の処理を終了する。
【００４４】
次に、プリンター１１におけるメンテナンス動作（第１〜第３メンテナンス動作）について具体的に説明する。
制御装置５０は、第１メンテナンス動作として、ポンプ２４の吐出圧力を増加させる。これにより、分岐流路２３内に引っかかっている気泡等はより流路断面積の広い返送流路２１の方へ押し出され、詰まりが解消される。なお、第１メンテナンス動作は、詰まりが生じていない分岐流路２３の正循環方向における下流側に設けられた開閉弁２６を閉弁状態にして行うのが好ましい。これにより、詰まりが生じた分岐流路２３に圧力が集中するので、より効果的に詰まりを解消することができる。
【００４５】
また、第１メンテナンス動作によっても詰まりが解消されない場合、制御装置５０は第２メンテナンス動作として、ポンプ２４を制御してインクの循環方向を逆転させる。すなわち、分岐流路２３において液体噴射ヘッド１３側からインクタンク１２側へ向けてインクを逆流させる。これにより、分岐流路２３に引っかかっている気泡等が、流路抵抗が大きい部分から流路抵抗が小さい方へ引き戻され、詰まりが解消される。なお、第２メンテナンス動作は、ポンプ２４の吐出圧力を増加させた状態で行うと、より効果的に詰まりを解消することができる。
【００４６】
また、第１，第２メンテナンス動作によっても詰まりが解消されない場合、制御装置５０は第３メンテナンス動作として、開閉弁２６を閉弁状態にした上でインクを逆流させる。これにより、開閉弁２６からポンプ２４までの分岐流路２３を含む循環流路１４内が減圧される。
【００４７】
そして、制御装置５０は、逆循環方向にインクが循環するように所定時間ポンプ２４を駆動させた後、開閉弁２６を開弁状態にする。これにより、減圧されていた循環流路１４内に勢いよくインクが逆流する。すると、減圧により膨張していた気泡は、インクとともに液体噴射ヘッド１３側からインクタンク１２側へ向けて引き戻され、詰まりが解消される。
【００４８】
なお、第３メンテナンス動作は、ポンプ２４の吐出圧力を増加させた状態で行うと、より効果的に詰まりを解消することができる。また、全ての開閉弁２６を閉弁状態にして全ての分岐流路２３内を減圧した後、詰まりが生じた分岐流路２３の下流側に位置する開閉弁２６のみを開弁してもよい。これにより、詰まりが生じた分岐流路２３に集中的にインクを逆流させ、より効果的に詰まりを解消することができる。
【００４９】
さらに、第１〜第３メンテナンス動作は、ヒーター２７によってインクを加熱しつつ行うと、より効果的に詰まりを解消することができる。これは、加熱によりインクの粘度が低下して、気泡や異物が移動しやすくなるためである。また、詰まっているのが気泡であれば、加熱によって気泡が膨張して流動圧を受けやすくなるためである。
【００５０】
以上説明した実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）循環流路１４を介して液体噴射ヘッド１３に供給されるインクはヒーター２７によって加熱されるため、その循環流路１４を流れるインクの流量が低下すると、温度センサー２９によって検出される温度が低下する。そのため、温度センサー２９の検出温度から、液体噴射ヘッド１３へのインクの供給不足が生じていることを検出することができる。また、制御装置５０は、温度センサー２９の検出結果に基づいて循環流路１４を流れるインクの流量を回復させるためのメンテナンス動作を実行させるので、液体噴射ヘッド１３へのインクの供給不足を検出するとともに、その供給不足を解消することができる。
【００５１】
（２）温度センサー２９を設置するためのスペースを液体噴射ヘッド１３において循環流路１４の一部を構成するインク室１６内に確保することができる。また、インク室１６内は加熱されたインクの流入によって暖められるとともに、そのようなインクの循環によって所定の温度（例えば温度Ｔａ）に保たれる。そして、温度センサー２９はインク室１６内に配置されるので、そのインク室１６を含む循環流路１４を流れるインクの流量が減少した場合には、インク室１６内における温度の低下を速やかに検出することができる。
【００５２】
（３）不足なくインクが供給されているときの温度に基づいて予め閾値Ｔｂを規定しておくことで、温度センサー２９の検出温度が閾値Ｔｂ未満になった場合には、インクの供給不足が生じていることを検出することができる。また、制御装置５０が吐出圧力を増すようにポンプ２４を制御することで、循環流路１４（供給流路２０）内に留まっている気泡等を押し流し、循環流路１４の詰まりを解消することができる。これにより、メンテナンス動作におけるインクの消費量を抑制しつつ、液体噴射ヘッド１３へのインクの供給不足を解消することができる。
【００５３】
（４）循環流路１４において液体噴射ヘッド１３側からインクタンク１２側へ向けてインクを逆流させることで、例えば分岐流路２３の形状等に起因して流路抵抗が大きくなった部分に気泡等が詰まっている場合などに、気泡等を流路抵抗が小さい方に引き戻すことが可能になる。
【００５４】
（５）ヒーター２７は分岐流路２３に設けられるので、環境温度の影響を抑制し、目的の温度に加熱した液体を液体噴射ヘッド１３に供給することができる。そのため、不足なくインクが供給されているときの温度変化を小さくすることができる。これにより、温度センサー２９は流量変化に伴う温度変化を適切に検出することができる。
【００５５】
（６）開閉弁２６を閉弁状態にしてインクを逆流させることで、分岐流路２３の詰まりが生じた部分を減圧することができる。そして、その後に開閉弁２６を開弁状態にすることで、液体噴射ヘッド１３側からインクタンク１２側へ勢いよくインクを逆流させ、分岐流路２３に詰まっていた気泡等をインクタンク１２側へ送り戻すことできる。
【００５６】
（７）温度センサー２９は、インク室１６内においてヒーター２７により加熱されたインクが流入する流入孔１７の近くに配置されるので、分岐流路２３を流れるインクの流量変化を速やかに検出することができる。したがって、分岐流路２３の詰まりが軽度のうちにメンテナンス動作を実行することができる。
【００５７】
なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・ステップＳ１１〜Ｓ１３は同時に実行してもよいし、実行順序を入れ替えてもよい。
・ステップＳ１４，Ｓ１５において、必ずしも単一の閾値Ｔａ，Ｔｂに基づいて判定を行わなくてもよい。例えば、ステップＳ１４で温度センサー２９が検出する温度が環境温度の変化等による温度変化を見込んだ所定の温度範囲内であるか否かを判定するようにしてもよいし、ステップＳ１５で急激な温度の低下が生じた場合にメンテナンス動作を実行するようにしてもよい。
【００５８】
・ステップＳ１６において、制御装置５０は第１〜第３メンテナンス動作の実行順序を変更してもよいし、何れか１つ又は２つのみを実行するようにしてもよい。また、温度変化の状況やプリンター１１の使用状況に応じて、実行するメンテナンス動作を選択するようにしてもよい。例えば、メンテナンス動作の実行を判定するための閾値を複数設け、温度低下がわずかな場合（軽度の詰まりの場合）には第１メンテナンス動作を実行する一方、大きく温度が低下した場合（重度の詰まりの場合）には第３メンテナンス動作を実行するようにしてもよい。
【００５９】
・液体噴射ヘッド１３のインク室１６内にフィルター１９を設けなくてもよいし、供給流路２０や返送流路２１の途中にフィルターを設けてもよい。
・返送流路２１やインクタンク１２にもインクを循環させるためのポンプを設けてもよい。また、インクタンク１２や液体噴射ヘッド１３にもインクを加熱（又は保温）するための加熱手段を設けてもよい。
【００６０】
・プリンター１１は、液体噴射ヘッド１３にノズル１５を囲むように当接するキャップと、キャップ内を吸引する吸引機構とを備えてもよい。この場合には、メンテナンス動作として、液体噴射ヘッド１３にキャップを当接させてキャップ内を吸引する吸引クリーニングを行うことができる。なお、キャップを液体噴射ヘッド１３毎に設けることで、詰まりが生じた分岐流路２３が接続される液体噴射ヘッド１３のみを対象として吸引クリーニングを行うことができる。
【００６１】
・プリンター１１に、ノズル１５のノズル開口部に当接することでノズル１５を閉塞するキャップ（密着キャップ）を備えてもよい。この場合には、第１〜第３メンテナンス動作を実行する場合に密着キャップでノズル１５を閉塞しておくことで、インクの無駄な消費やメニスカスの破壊を抑制することができる。
【００６２】
・温度センサー２９は、インク室１６内における配置を変更してもよいし、分岐流路２３や本流路２２、返送流路２１に設けてもよい。また、ヒーター２７の設置箇所を変化させてもよい。すなわち、循環流路１４において流路抵抗が増加する部分があれば、その上流側にヒーター２７を設けるとともにその下流側に温度センサー２９を設ければよい。これにより、流路抵抗の増加に起因して生じる循環流路１４の詰まりを検出することができる。ただし、返送流路２１ではインクの噴射によってインクの流量が変動するため、温度センサー２９を返送流路２１に設ける場合には、噴射により消費される分のインク量（温度低下）を見込んで閾値Ｔｂを設定する必要がある。
【００６３】
・上記実施形態では、紫外線硬化型インクを用いるプリンター１１に具体化したが、この限りではなく、他のインクを用いるプリンターに具体化してもよい。すなわち、インク粘度の調整や気泡の引っかかり防止のために加熱手段を備える場合に限らず、単に液体の供給不足を検出するために加熱手段を備えるようにしてもよい。
【００６４】
・上記各実施形態では、液体噴射装置をインクジェット式プリンターに具体化したが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置を採用してもよく、微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射装置が噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状態、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状態、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサ等であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置を採用してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１１…液体噴射装置としてのプリンター、１２…液体貯留部としてのインクタンク、１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ…液体噴射ヘッド、１４…循環流路、１５…ノズル、１６…液体室としてのインク室、２０…供給流路、２１…返送流路、２４…ポンプ、２６…開閉弁、２７…加熱手段としてのヒーター、２９…温度検出手段としての温度センサー、５０…制御手段としての制御装置、Ｔ…温度、Ｔｂ…閾値。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留する液体貯留部と、
液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、
前記液体貯留部と前記液体噴射ヘッドとの間で液体を循環させる循環流路と、
該循環流路を介して前記液体噴射ヘッドに供給される液体を加熱する加熱手段と、
該加熱手段により加熱された液体が流れる前記循環流路において温度を検出する温度検出手段と、
該温度検出手段の検出結果に基づいて、前記循環流路の流量を回復させるためのメンテナンス動作を実行させる制御手段と、を備えることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記液体噴射ヘッドは、前記ノズルに連通するとともに前記循環流路の一部を構成する液体室を有し、前記温度検出手段は、前記液体室内に配置されることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記循環流路において液体を循環させるポンプをさらに備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段の検出温度が予め規定された閾値未満になった場合に、吐出圧力を増すように前記ポンプを制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記メンテナンス動作として、前記循環流路において前記液体噴射ヘッド側から前記液体貯留部側へ向けて液体を逆流させることを特徴とする請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記循環流路は、液体の噴射時に前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドに液体を供給する供給流路と前記液体噴射ヘッドから前記液体貯留部に液体を返送する返送流路とを有し、
前記加熱手段は前記供給流路に設けられる一方、前記返送流路には該返送流路を開閉する開閉弁が設けられ、
前記制御手段は、前記メンテナンス動作として、前記開閉弁を閉弁状態にするとともに前記供給流路において前記液体噴射ヘッド側から前記液体貯留部側へ向けて液体を逆流させ、さらにその後、前記開閉弁を開弁状態にすることを特徴とする請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項１】
液体を貯留する液体貯留部と、
液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、
前記液体貯留部と前記液体噴射ヘッドとの間で液体を循環させる循環流路と、
該循環流路を介して前記液体噴射ヘッドに供給される液体を加熱する加熱手段と、
該加熱手段により加熱された液体が流れる前記循環流路において温度を検出する温度検出手段と、
該温度検出手段の検出結果に基づいて、前記循環流路の流量を回復させるためのメンテナンス動作を実行させる制御手段と、を備えることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記液体噴射ヘッドは、前記ノズルに連通するとともに前記循環流路の一部を構成する液体室を有し、前記温度検出手段は、前記液体室内に配置されることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記循環流路において液体を循環させるポンプをさらに備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段の検出温度が予め規定された閾値未満になった場合に、吐出圧力を増すように前記ポンプを制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記メンテナンス動作として、前記循環流路において前記液体噴射ヘッド側から前記液体貯留部側へ向けて液体を逆流させることを特徴とする請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記循環流路は、液体の噴射時に前記液体貯留部から前記液体噴射ヘッドに液体を供給する供給流路と前記液体噴射ヘッドから前記液体貯留部に液体を返送する返送流路とを有し、
前記加熱手段は前記供給流路に設けられる一方、前記返送流路には該返送流路を開閉する開閉弁が設けられ、
前記制御手段は、前記メンテナンス動作として、前記開閉弁を閉弁状態にするとともに前記供給流路において前記液体噴射ヘッド側から前記液体貯留部側へ向けて液体を逆流させ、さらにその後、前記開閉弁を開弁状態にすることを特徴とする請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の液体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−８８３（Ｐ２０１２−８８３Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３８２９３（Ｐ２０１０−１３８２９３）
【出願日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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